З індукованих стовбурових клітин вперше вдалося отримати фрагмент сітківки людини, клітини якої виявилися чутливі до світла.
Загибель клітин сітківки служить однією з головних причин погіршення зору, особливо в літньому віці. Хвороба може зачіпати і самі фоторецептори, палички і колбочки, і клітини, що їх живлять, і ті, що проводять сигнал від фоторецепторів далі в мозку. І, на жаль, досі в таких випадках все обмежується підтримуючою терапією і спробами по можливості уповільнити хворобу. З втратою фоторецепторів доводиться миритися: що пропало, то пропало. Тож хворому залишається лише розраховувати на те, що його стан не погіршиться.
Однак з часом дослідники почали замислюватися над тим, чи не можна якось скомпенсувати загибель клітин сітківки. Один з варіантів - це використовувати електронний протез, на зразок тих, що створила компанія Second Sight. Тут дійсно вдалося досягти великих успіхів: протез під назвою Argus II став першим «замінником сітківки», рекомендованим до широкого використання Міністерством охорони здоров'я США.
Інший спосіб компенсувати дегенерацію сітківки передбачає використання стовбурових клітин. У 2011 році дослідники з Джорджтаунського університету вперше зуміли виростити клітини сітківки з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, які можна отримати зі звичайних спеціалізованих клітин дорослої людини. Через рік співробітники біотехнологічної компанії ACT разом з колегами з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі показали, що хворим із захворюваннями сітківки можна пересаджувати ембріональні (натуральні) стовбурові клітини, які можуть поліпшити зір людини, не викликаючи імунного відторгнення і не загрожуючи злоякісною пухлиною.
Однак який би спосіб компенсувати відмирання сітківки ви не вибрали, з нею є одна велика проблема, і проблема ця полягає в її дуже складному пристрої. Сітківка - це своєрідний «бутерброд» з семи типів клітин, розподілених по декількох шарах. Зазвичай, коли говорять про лікування стовбуровими клітинами, то мають на увазі, що необхідну тканину спочатку вирощують в лабораторії, а потім пересаджують замість хворої тканини у людини. І якщо ви хочете замінити зіпсовану сітківку, вам потрібно зробити так, щоб стовбурові клітини не тільки перетворилися на кілька типів клітин, але і щоб вони сформували правильну прошаркову структуру, інакше така штучна сітківка просто не буде працювати. Розуміючи всю складність завдання, багато дослідників намагалися просто вводити в око стовбурові клітини, розраховуючи, що вони самі зможуть вбудуватися в потрібне місце.
І все-таки повноцінну сітківку можна виростити на лабораторному столі, як це зробили Марія Валерія Канто-Солер (Maria Valeria Canto-Soler) і її колеги з Університету Джона Хопкінса. Дослідники намагалися вирішити проблему, пов'язану з отриманням фоторецепторів з індукованих стовбурових клітин. Коли таке перетворення проводять у штучних умовах, поза організмом, то в результаті ніяк не вдається отримати функціональні клітини, які реагували б на світло. У дослідах стовбурові клітини обробляють складним коктейлем молекул, імітуючи хімічні сигнали, які клітини сітківки, що розвивається, отримують від своїх сусідів. Те, що справжні фоторецептори все-таки не «дозрівають» до робочого стану, можна було б списати на недосконалість молекулярного коктейлю.
Але, замість того, щоб далі вдосконалювати це «зілля перетворення», дослідники з Університету Джона Хопкінса пішли іншим шляхом. Вони спробували відтворити не стільки хімічні, скільки фізичні умови, такі, як характер поверхні, на якій ростуть трансформовані стовбурові клітини, відстані між ними тощо. І дійсно, на клітини діє не тільки хімія їхнього оточення, але і фізика, і архітектура тканини, що формується, і органу, взаємне розташування клітин відносно один одного відіграє тут найважливішу роль.
У статті, опублікованій в Nature Communications, автори роботи пишуть, що правильні фізичні умови змушували стовбурові клітини самих синтезувати необхідні для перетворення речовини. У підсумку, за словами експериментаторів, їм вдалося на лабораторному столі отримати шматочок людської сітківки з правильною структурою і довести його до стадії 28-тижневого зародку. На цьому етапі розвитку у фоторецепторів вже повинна з'являтися чутливість до світла. Дослідники ввели в штучну сітківку електроди і виявили, що її рецептори дійсно реагують на світло - штучна сітківка була функціональною і дуже схожа на звичайну.
Маючи на руках метод, за допомогою якого вдасться вирощувати функціональну сітківку з власних клітин пацієнта, можна вирішити проблему всіх захворювань, пов'язаних з дегенерацією зорових клітин: хвору сітківку будуть в буквальному сенсі «латати» вирощеними в лабораторії фрагментами. Однак, хоча в теорії це можна робити хоч зараз, на практиці повинен пройти ще не один рік, поки вчені будуть оптимізувати і перевіряти метод в клінічних дослідженнях.